Kannabisöljy / CBD-nanoemulsio ultraäänellä
Kirkkaiden, läpikuultavien kannabisnanoemulsioiden valmistaminen on todellinen haaste. Ultraääniemulgaattorit ovat erittäin tehokas menetelmä kannabinoideja kapseloivien kirkkaiden, pitkään stabiileina säilyvien nanoemulsioiden tuottamiseen. Ultraäänellä nanoemulgoidun CBD:n, CBG:n tai THC:n biologinen hyötyosuus on huomattavasti suurempi.
Valmista CBD-nanoemulsioita ultraäänisondilla
Ultraäänikavitaatio on erittäin tehokas emulgointimenetelmä erinomaisten nanokokoluokan emulsioiden valmistamiseen. Sameiden emulsioiden (mikroemulsiot, noin 150–100nm) ultraäänikäsittely tekee niistä läpikuultavia tai kirkkaita ja läpinäkyviä, koska se pienentää CBD-pisarat hyvin pieniksi, noin 10nm:n kokoisiksi pisaroiksi. Tämä parantaa emulsion stabiilisuutta huomattavasti. Ultraäänellä tuotetut emulsiot ovat usein itsestään stabiileja ilman emulgointiaineen tai pinta-aktiivisen aineen lisäämistä.
Kannabisöljyn nanoemulgointi parantaa kannabinoidien imeytymistä ja biologista hyötyosuutta, mikä tuottaa voimakkaamman vaikutuksen suun kautta annosteltuna. Tämän vuoksi nanoemulsiot mahdollistavat tavanomaisiin CBD-valmisteisiin verrattuna pienemmän kannabistuoteannoksen, jolla saavutetaan samat vaikutukset.
Kannabisöljyemulsiot ovat mikrometrin tai nanometrin kokoisten kannabinoidien suspensioita kannabis-, hamppu-, THC- tai CBD-pohjaisiin tuotteisiin, kuten tinktuuroihin, kapseleihin, ihovoiteisiin ja sähkösavukkeiden höyrystyspatruunoihin. Kannabinoidit, kuten THC, CBD jne., ovat lipofiilisiä (= hydrofobisia). Siksi kannabinoidin dispergointi vesipohjaisiin valmisteisiin vaatii voimakkaita leikkausvoimia. Kannabinoidit eivät liukene veteen, mutta ne liukenevat hyvin poolittomiin liuottimiin, kuten öljyihin ja rasvoihin. Kannabinoidien ja veden sekoittumattomuuden voittamiseksi tarvitaan sopiva emulgointimenetelmä. Voimakas ultraäänikavitaatio on tunnettu ja vakiintunut menetelmä pienipisaraisten, stabiilien emulsioiden tuottamiseen (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikro- ja nanoemulsiot).
Ultraääninanoemulgaattoreilla voidaan tuottaa kirkkaita ja maukkaita kannabisnanoemulsioita. Kuvassa on ultraäänilaite UP400ST (400W)
Öljy: Kasviöljyt, kuten oliiviöljy, kookosöljy tai MCT-öljy, edistävät kannabiksen vaikuttavien aineiden imeytymistä ruoansulatusjärjestelmään. Kannabinoidit, kuten CBD ja THC, imeytyvät tuskin lainkaan ilman öljyä tai rasvaa. Optimaalisen imeytymisen saavuttamiseksi kannabisuutteet emulgoidaan useimmiten öljyyn ja käsitellään sen jälkeen edelleen emulsioksi.
Emulgointiaine: Lesitiini, jota on saatavana jauheena, rakeina ja nestemäisessä muodossa, on elintarvikkeisiin ja lääkinnällisiin tuotteisiin soveltuva emulgointiaine. Lesitiini on yksi yleisimmistä kannabisöljyemulsioiden emulgointiaineista. Muita hyviä tuloksia antavia emulgointiaineita ovat arabikumi ja tärkkelyspohjaiset emulgointiaineet.
Kannabisemulsion valmistaminen ultraäänikäsittelyllä
Polysorbaatti 80:n ja lesitiinin seos toimii erittäin hyvin stabiilien CBD-nanoemulsioiden valmistuksessa. Ylihintaisia esiseoksia ei tarvitse ostaa, sillä molempia lisäaineita on helposti saatavana elintarvikelaatuisina.
- Polysorbaatti 80: tunnetaan myös nimillä Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lesitiini: Lipoid valmistaa korkealaatuista lesitiiniä.
CBD-nanoemulsioiden koostumusreseptit
2wt%:n CDB-nanoemulsioon (öljy vedessä) käytetään: 2wt% CBD-öljyä, 2wt% polysorbaatti 80:tä, 1wt% lesitiiniä, 95wt% vettä
5wt%:n CDB-nanoemulsioon (öljy vedessä) käytetään: 5wt% CBD-öljyä, 3,3wt% polysorbaatti 80:tä, 1,7wt% lesitiiniä, 90wt% vettä
Ultraäänienergian tarve: noin 300–400Ws/g ultraäänikäsittelyenergiaa 40–70 mikrometrin amplitudeilla. Ultraäänilaitteet UP200Ht tai UP400St soveltuvat enintään 5L:n erien emulgointiin.
Vaiheittainen menetelmä CBD-nanoemulsion valmistamiseen ultraäänellä:
- Öljyseos: Sekoita valmistusta varten ensin noin 10mL kannabisöljyä (esim. CBD-öljy, has oil BHO) 40mL:aan oliiviöljyä!
- Öljy vedessä -nanoemulsio: Kannabisöljyemulsion valmistamiseksi ota dekantterilasi, jossa on noin 100mL vettä. Lisää emulgointiaineeksi noin 10–15 grammaa nestemäistä soijalesitiiniä. Veden tulee olla huoneenlämpöistä. Aseta vettä sisältävä dekantterilasi vesihauteeseen lämpötilan hallitsemiseksi ultraäänikäsittelyn aikana. Upota UP400St-laitteen sonotrodi vettä sisältävään dekantterilasiin. Aseta ultraäänikäsittelyn amplitudiksi 50%. Kaada kannabisöljyn ja oliiviöljyn seos hitaasti 100mL:aan huoneenlämpöistä vettä samalla, kun käsittelet vettä ultraäänellä nanoemulsion muodostamiseksi. Parempilaatuisen emulsion aikaansaamiseksi lisää öljyesiseos veteen suoraan sonotrodin alle pipetillä tai ruiskulla.
Suuremman mittakaavan laitteistoissa, joissa käytetään virtauskennoa, Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 -laitteella ruiskutetaan CBD-öljy suoraan ultraäänikavitaation alueelle ultraäänisonotrodin alapuolelle. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 on käytössä nanoemulsioiden jatkuvatoimisessa ultraäänituotannossa ja varmistaa CBD-öljyn tasaisen nanoemulgoinnin vesiseoksiin.
Kantajaöljyjen rooli ultraäänellä valmistettavissa nanoemulsioissa
Kantajaöljyt ovat tärkeä ainesosa ultraäänellä valmistettavissa CBD-nanoemulsioissa.
Stabiilin nanoemulsion muodostamiseksi CBD-öljy on dispergoitava tasaisesti koko vesifaasiin. Tässä kantajaöljyillä on oma tehtävänsä. Kantajaöljyt ovat yleensä kevyempiä ja vähemmän viskooseja öljyjä, jotka sekoittuvat veteen paremmin kuin CBD-öljy. Niitä käytetään CBD-öljyn laimentamiseen ja sen vesifaasiin dispergoinnin helpottamiseen.
Kantajaöljyt vaikuttavat myös nanoemulsion stabiilisuuteen. Käytetyn kantajaöljyn tyyppi voi vaikuttaa nanoemulsion pisarakokoon ja stabiilisuuteen. Esimerkiksi tietyt öljyt saattavat stabiloida pieniä pisaroita paremmin, kun taas toiset saattavat ehkäistä tehokkaammin pisaroiden yhdistymistä ajan myötä.
Toiminnallisen roolinsa lisäksi kantajaöljyt voivat vaikuttaa myös lopputuotteen aistinvaraisiin ominaisuuksiin. Ne voivat vaikuttaa nanoemulsion koostumukseen, väriin ja aromiin.
Kaiken kaikkiaan kantajaöljyt ovat tärkeä ainesosa ultraäänellä valmistettavissa CBD-nanoemulsioissa. Ne auttavat dispergoimaan CBD-öljyn vesifaasiin, stabiloivat nanoemulsion ja voivat vaikuttaa lopputuotteen aistinvaraisiin ominaisuuksiin.
Luettelo hyvistä kantajaöljyistä ultraäänellä valmistettaviin CBD-nanoemulsioihin
Yllä olevassa esimerkissämme käytämme oliiviöljyä kantajaöljynä ultraäänellä valmistetussa kannabisöljyn nanoemulsiossa. Oliiviöljyn lisäksi on useita muita yleisesti käytettyjä vaihtoehtoja. CBD-nanoemulsioihin parhaiten sopiva kantajaöljy voi riippua muutamista tekijöistä, kuten halutusta pisarakoosta, stabiilisuudesta ja lopputuotteen aistinvaraisista ominaisuuksista. Seuraavassa on joitakin CBD-nanoemulsioissa yleisesti käytettyjä kantajaöljyjä ja niiden ominaisuuksia:
- MCT-öljy (keskipitkäketjuiset triglyseridit): MCT-öljy on kevyt, väritön ja mauton öljy, joka on peräisin kookosöljystä. Se on suosittu valinta CBD-nanoemulsioihin, koska se on erittäin stabiili, säilyy pitkään ja voi auttaa tuottamaan pieniä pisaroita.
- Auringonkukkaöljy: Auringonkukkaöljy on neutraalin makuinen öljy, joka sisältää runsaasti tyydyttymättömiä rasvahappoja. Se on hyvä valinta CBD-nanoemulsioihin, koska se voi auttaa tuottamaan pieniä pisaroita ja kestää hyvin hapettumista.
- Hampunsiemenöljy: Hampunsiemenöljy on suosittu kantajaöljy CBD-tuotteissa, koska se sisältää runsaasti omega-3- ja omega-6-rasvahappoja. Sitä voidaan käyttää CBD-nanoemulsioiden kantajaöljynä, mutta se ei välttämättä ole yhtä stabiili kuin muut öljyt ja saattaa tuottaa suurempia pisaroita.
- Rypäleensiemenöljy: Rypäleensiemenöljy on kevyt, mauton öljy, joka sisältää runsaasti tyydyttymättömiä rasvahappoja. Se on hyvä valinta CBD-nanoemulsioihin, koska se voi auttaa tuottamaan pieniä pisaroita ja kestää hyvin hapettumista.
Viime kädessä kantajaöljyn valinta riippuu tuotteen erityisvaatimuksista ja halutuista aistinvaraisista ominaisuuksista. On tärkeää huomata, että myös emulgointiaineen valinta ja käsittelyolosuhteet (kuten ultraäänikäsittelyn aikana syötetty energia) voivat vaikuttaa merkittävästi lopullisen nanoemulsion ominaisuuksiin.
Ultraäänilaitteella UP400St valmistetun nanoemulsion (hamppuöljy vedessä) kapea jakaumakäyrä.
Ultraääninanoemulgointia käytetään sellaisten stabiilien CBD-nanoemulsioiden tuottamiseen, joiden biologinen hyötyosuus on erinomainen.
Kannabisöljyemulsio, jossa kantajaöljynä käytetään oliiviöljyä.
CBD:n liposomaaliset emulsiot
Ultraäänikäsittely on ensisijainen menetelmä liposomaalisen CDB:n tai liposomaalisen THC:n tuottamiseen farmaseuttisina ja kosmeettisina vesikkeleinä. Liposomit ovat lipidipohjaisia nanokantajia lääkkeiden vaikuttaville aineille, ja ne parantavat vaikuttavien aineiden, kuten CBD:n tai THC:n, biologista hyötyosuutta ja terapeuttisia vaikutuksia. Koska kannabinoidit ovat erittäin herkkiä molekyylejä, ne ovat alttiita sekä hapettumisen että erilaisten entsyymien aiheuttamalle hajoamiselle. CBD:n tai THC:n nanokapselointi liposomeihin estää kannabinoidien hajoamisen. Ultraäänikäsittelyllä kannabinoidit voidaan kapseloida tehokkaasti liposomeihin.
Lue lisää vaikuttavien aineiden liposomaalisesta kapseloinnista napsauttamalla tästä!
THC/CBD-nanoemulsion stabiilisuus
Pitkään stabiileina säilyvien öljy vedessä (o/w) -nanoemulsioiden tuottamiseksi on välttämätöntä käyttää sopivaa pinta-aktiivista ainetta tai muodostaa liposomeja, jotka kapseloivat lipofiiliset bioaktiiviset yhdisteet kantajaöljyyn. Kannabisöljyn kantajaöljyn tulee olla elintarvikelaatuista, eikä sen tule haitata lopputuotteen ulkonäköä, makua tai stabiilisuutta. Kookosöljy (MCT) ja oliiviöljy ovat hyviä kantajaöljyjä kannabinoideille. Kantajaöljyt ovat erittäin tärkeä tekijä fysikaalis-kemiallisesti stabiilin emulsion muodostamisessa, sillä ne saattavat auttaa suojaamaan emulsiota Ostwaldin kypsymiseltä. Ostwaldin kypsyminen on ajava voima, joka horjuttaa emulsion stabiilisuutta suurentamalla pisaroita. Pitkäketjuisten triglyseridien nanoemulsiot kestävät Ostwaldin kypsymistä stabiileina pitkään. Oliiviöljy ja kookosöljy sisältävät pitkäketjuisia triglyseridejä, joten sekä oliiviöljy että kookosöljy ovat sopivia kantajaöljyjä THC:lle tai CBD:lle.
Ultraäänilaitteet nanoemulgointiin
Voit tuottaa CBD-nanoemulsiota eräprosessina tai jatkuvatoimisesti ultraääniemulgointilaitteella. Hielscher-ultraäänihomogenisaattorit ovat tehokkaita emulgaattoreita stabiilien CBD-nanoemulsioiden tuottamiseen. Kannabisöljyemulsioiden (o/w) tuottaminen ultraäänellä on helppo ja nopea menetelmä, joka vakuuttaa optimaalisilla tuloksillaan.
Hielscher Ultrasonics on tehokkaiden ja luotettavien ultraäänijärjestelmien johtava toimittaja. Sen valikoima kattaa koko laitekirjon laboratorio- ja pöytälaitteista täysimittaisiin teollisuuslaitteisiin suurten tilavuuksien käsittelyyn vaativissa olosuhteissa. Hielscher-ultraäänilaitteiden yleisiä käyttökohteita ovat emulgointi, homogenointi ja uutto elintarvike- ja juomateollisuudessa sekä lääke- ja kosmetiikkateollisuudessa.
| Emulsioerän tilavuus | Emulsion tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | laiteryhmä, jonka muodostavat UIP16000-laitteet |
Ultraääniuutto
Ultraääniuutto on tunnettu ja pitkään vakiintunut prosessi arvokkaiden yhdisteiden uuttamiseen kasvimateriaaleista. Siksi ultraäänikäsittely on ihanteellinen menetelmä korkealaatuisten CBD-öljyjen tuottamiseen. Tarkasti hallittavan ultraäänikavitaation avulla kasvisoluihin muodostetaan aukkoja ja liuotin työnnetään solun sisään, missä siihen liukenee solunsisäisiä yhdisteitä, kuten kannabinoideja, terpeenejä, flavonoideja jne.
Lue lisää kannabiksen uutosta!
Hyödyllistä tietoa
THC- ja CBD-nanoemulsiot
Nanoemulsioita kutsutaan myös miniemulsioiksi tai submikroniemulsioiksi. Nanoemulsiot ovat emulsioita, joiden pisarakoko on 20–500nm. Nanoemulsio on termodynaamisesti stabiili isotrooppinen järjestelmä, joka koostuu kahdesta toisiinsa sekoittumattomasta nesteestä (esim. öljystä ja vedestä). Toinen näistä kahdesta toisiinsa sekoittumattomasta nesteestä dispergoidaan erittäin hienojakoisesti toiseen faasiin yhden faasin muodostamiseksi. Emulgointiaineiden, kuten pinta-aktiivisten aineiden ja apupinta-aktiivisten aineiden, lisääminen stabiloi emulsiot estämällä pisaroiden yhdistymisen. Jatkuvaan faasiin dispergoitujen hiukkasten/pisaroiden koko ja muoto määrittävät pääasiallisen eron emulsion ja nanoemulsion välillä. Ostwaldin kypsyminen on tärkein THC- tai CBD-nanoemulsioiden stabiilisuutta heikentävä mekanismi. Ostwaldin kypsyminen on diffuusioon perustuva hajoamisprosessi, mikä tarkoittaa, että epähomogeeninen rakenne, kuten emulsio, muuttuu ajan myötä. Emulsion pisarat kasvavat ajan myötä, kun pienemmät pisarat liukenevat ja niiden materiaali kerrostuu uudelleen suurempien pisaroiden pinnalle. Öljyn tyyppi vaikuttaa merkittävästi Ostwaldin kypsymisen voimakkuuteen ja nopeuteen. Tämä tarkoittaa, että sopivan öljyn valinta voi vaikuttaa huomattavasti emulsion stabiilisuuteen. Nanoemulsiot parantavat vaikuttavien aineiden (esim. lääkeaineiden) kuljetusta.
Tietoa butaanihasistä valmistetusta öljystä (BHO)
Hasisöljyä tuotetaan liuotinuutolla, esimerkiksi ultraääniuutolla tai ultraääniavusteisella ylikriittisellä C02-uutolla. Hasisöljyn valmistuksessa käytetään mieluiten kuivaa, dekarboksyloitua kasvimateriaalia. Seuraavia nesteitä käytetään usein hasisöljyn uuttoliuottimina: etanoli, kloroformi, dikloorimetaani, petrolieetteri, teollisuusbensiini, bentseeni, butaani, metanoli, isopropanoli ja oliiviöljy. Poolittomat liuottimet, kuten bentseeni, kloroformi ja petrolieetteri, eivät pysty uuttamaan marihuanan tai hasiksen vesiliukoisia ainesosia. Tämä auttaa saamaan vaikutukseltaan voimakkaampaa hasisöljyä. Kannabisuutteiden uuttaminen poolittomilla liuottimilla tuottaa paremmanmakuisen tuotteen kuin uuttaminen poolisilla liuottimilla. Uutteiden peseminen emäksellä voi parantaa hasisöljyn hajua ja makua.
Säilytä hasisöljy ilmatiiviissä astiassa ja suojaa se valolta. Altistuminen ilmalle, lämmölle ja valolle saa öljyn menettämään makuaan ja psykoaktiivisuuttaan vanhenemisen vuoksi. Antioksidanttien lisääminen hasisöljyvalmisteeseen voi vähentää tätä kielteistä vaikutusta.
Tietoa kannabinoideista
Kannabiksesta on tunnistettu vähintään 113 kannabinoidityyppiä. Kannabinoidit ovat aktiivisia fytokemiallisia aineita, joilla on psykoaktiivisia ja/tai lääkinnällisiä vaikutuksia. THC eli tetrahydrokannabinoli on kannabiksen pääasiallinen psykoaktiivinen yhdiste. CBD eli kannabidioli on toinen tärkeä ainesosa, jolla on terapeuttisia vaikutuksia. Kannabinoidit ovat lipofiilisiä ja mahdollisesti happolabiileja yhdisteitä. Kannabinoidit eivät liukene veteen, mutta ne liukenevat erittäin hyvin poolittomiin liuottimiin (esim. rasvaan ja öljyyn). Kannabinoidien ruoansulatuksen parantamiseksi kannabisuutteet sekoitetaan kantajaöljyihin ja käsitellään sitten ultraäänellä nanoemulsioiksi.